小能量脉冲激光能量计的设计

论文摘要

随着激光技术的不断发展,激光被广泛应用到军事、医疗、工业和科学研究等领域,激光参数的计量工作也越来越重要,其中激光能量的计量尤为重要,激光能量的准确测量对定量分析激光对物质的作用非常重要。本文设计了一款激光能量计,用于对小能量脉冲激光进行能量测试。该系统以LCMO/YBCO薄膜传感器作为激光能量计探测器的光敏元件,将激光能量信号转换成电压信号,利用INA118可编程控放大器将激光感生电压信号进行隔离放大,通过AD7714模数转换器实现电压信号的模数转换,经P89C52计算得到激光能量,并将能量值送至ZLG7290显示。为了能够实现对激光能量计的远程控制,利用LabWindows/CVI软件设计了激光能量计控制软件,该软件可以实现对激光感生电压信号的实时显示,以及激光能量的计算和显示。通过测试,激光能量计的工作性能稳定,测量精度高,与PC机通信正常,激光能量计控制软件操作简便,图形显示清晰,达到了设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要工作与内容安排
• 第二章 热释电传感器的建模
• 2.1 热释电探测器的结构及工作原理
• 2.1.1 探测器的结构
• 2.1.2 探测器的工作原理
• 2.2 各向异性Seebeck 效应
• 2.3 传感器的建模
• 2.3.1 激光感生电压公式
• 2.3.2 传感器的建模
• 2.3.3 激光感生电压—时间关系公式
• 2.4 激光能量与峰值电压关系
• 2.5 本章小结
• 第三章 激光能量计的总体设计
• 3.1 激光能量计的功能指标
• 3.2 方案设计
• 3.3 峰值电压的检测方法
• 3.3.1 硬件设计实现峰值电压检测
• 3.3.2 软件设计实现峰值电压检测
• 3.4 系统组成及工作原理
• 3.4.1 系统的组成
• 3.4.2 系统的工作原理
• 3.5 本章小结
• 第四章 激光能量计的硬件设计
• 4.1 硬件结构及组成
• 4.2 信号调理模块的设计
• 4.3 采样模块的设计
• 4.4 显示模块的设计
• 4.5 电源模块的设计
• 4.6 其它模块的设计
• 4.6.1 RS-485 通信模块的设计
• 4.6.2 CPU 模块的设计
• 4.6.3 系统监控和掉电数据存储模块的设计
• 4.6.4 激光能量计的外观设计
• 4.7 本章小结
• 第五章 激光能量计的软件设计
• 5.1 软件设计结构及其组成
• 5.2 CPU 程序设计
• 5.2.1 主任务
• 5.2.2 通信中断任务
• 5.2.3 键盘中断任务
• 5.3 数据处理
• 5.4 循环冗余校验码及其编程算法
• 5.4.1 循环冗余校验码
• 5.4.2 CRC 校验码的算法分析
• 5.5 激光能量计控制软件
• 5.5.1 LabWindows/CVI 软件
• 5.5.2 激光能量计控制软件
• 5.5.3 激光能量计操作界面
• 5.6 本章小结
• 第六章 激光能量计测试及结果分析
• 6.1 激光能量计的测试
• 6.2 探测器响应度的标定
• 6.3 测试及结果分析
• 6.4 激光能量计稳定性分析
• 6.4.1 传感器
• 6.4.2 其它因素
• 6.4.3 注意问题
• 6.5 本章小结
• 第七章 结束语
• 7.1 论文工作总结
• 7.2 进一步研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果